Kas ir pārtikas enerģija?

Visas dzīvās būtnes augšanas un vairošanās procesā patērē enerģiju. Visas dzīvībai uz Zemes pieejamās enerģijas avots ir saule, termokodolreaktors, kas droši griežas kosmosā. Fotosintēzes procesā augi pārveido gaismas enerģiju ķīmiskajā enerģijā, daļu no šīs enerģijas izmantojot savām šūnu vajadzībām. Citas dzīvības formas, tostarp cilvēki, patērē augus, lai ražotu sarežģītas bioloģiskās sistēmas, un savukārt citiem organismiem nodrošina papildu ķīmiskās enerģijas avotus savos ķermeņa audos. Šo dažādo organismu hierarhiju sauc par barības ķēdi vai barības tīklu.

Pārtikas enerģijas saturu var aprēķināt, sadedzinot materiālu, līdz tas ir pilnībā patērēts. Degšanas reakcijas produkti būs oglekļa dioksīds, pelni, ūdens un siltums. Izdalītais siltums tiek uztverts un mērīts, veicot reakciju siltuma izlietnē, piemēram, sadedzināšanas traukā ar ūdens apvalku, ko sauc par kalorimetru. Šis siltums ir kopējā pārtikā pieejamā enerģija, un tas ir parasti izmantoto kaloriju pamatā. Ņemiet vērā, ka pārtikas produktu marķēšanā izmantotā kalorija ir līdzvērtīga 1,000 kalorijām (1 kcal jeb 4.182 kilodžouliem) enerģijas, ko mēra.

Organisma gremošanas sistēmā pārtika tiek pārveidota par ķīmiskām vielām, kuras var tieši vai netieši uzsūkties šūnās no cirkulējošās piegādes sistēmas, piemēram, asinīm. Cilvēki kā uztura avotus spēj iegūt ogļhidrātus, īsus lipīdus un olbaltumvielas. Citi faktori, kas palīdz audu veidošanā, tiek absorbēti nevis to enerģijas satura dēļ, bet gan kā reakcijas katalizatori, kofaktori vai savienojumi, ko organisms nevar ražot, piemēram, neaizvietojamās aminoskābes.

Šūnā pārtikas molekulu oglekļa saturs tiek oksidēts līdz oglekļa dioksīdam vai citām skābekli saturošām molekulām. Enerģijas izdalīšanos no konversijas uztver elektronu pārneses molekulu ķēde, ieskaitot adenozīna trifosfātu (ATP). Molekulas nodrošina reakcijas, kas veido struktūras, kas ir termodinamiski iespējamas, samazinot aktivācijas enerģiju.

Pārtikas enerģija ir pašreizējās izmantošanas enerģijas avots un audu veidošanas pamats. Daļa pārtikas enerģijas pārsniedz ķermeņa vajadzības un tiek uzkrāta dažādās molekulās vēlākai lietošanai. Pārtikas enerģijas pārvēršanas procesu pašreizējās šūnu aktivitātēs vai šūnu augšanā sauc par metabolismu. Dažādi organismi pat no vienas sugas veic šo uzdevumu makro līmenī ar atšķirīgu efektivitāti. Kad diētas ievērotāji saka, ka vēro savas kalorijas, viņi mēģina kontrolēt pārtikas enerģijas uzņemšanu, lai izvairītos no papildu enerģijas uzkrāšanas molekulām.